专利名称：一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液的制作方法
技术领域：
本发明属于化学电源领域，涉及一种可用于铅蓄电池的含离子液体添加剂的高分子胶体电解质配方。
背景技术：
铅蓄电池虽然种类繁杂，用途广泛。目前胶体蓄电池普遍采用气相SiO2为基质制备胶体电解质。气相SiO2不但价格昂贵，而且制备的胶体电解质长期以来存在着SiO2含量低、电解质稳定性低、固酸能力差、凝胶强度不稳定的问题。随之产生了电池抗震能力差、初始容量低、胶体龟裂水化、电池漏液的问题。离子液体由于其独特的物理和化学性质，应用范围不断扩大。烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体具有良好的导电性和稳定性，且其烷基修饰种类和数量决定了其酸性的强弱。 本发明旨在选用合适的离子液体添加剂电解液及相关电池产品的性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液，改善电解液的灌注性能，提高电池的能量密度，大电流放电能力强和启动性能。本发明采用的技术方案为一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液，各组分按重量百分比包括98%硫酸35-40%、烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体f I. 5%、高分子凝胶体1_8%、添加剂0. 01-0. 15%，其余为去离子水。作为优选，本发明所述烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体的烷基取代种类为二取代或三取代，烷基碳数量为广12，使用方式是一种单独使用或多种混合使用。作为优选，本发明所述高分子凝胶体由聚乙烯醇和聚丙烯酸钾按照质量比f 10:1 混合均匀溶解于水制成溶胶，然后经过3飞次冻融后再经高速机械剪切制成。作为优选，本发明所述添加剂包括纳米碳管、硫酸钠和硫酸亚锡，使用方式是一种单独使用或多种混合使用。有益效果本发明以烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体为电解液添加剂，该类离子液体的硫酸氢根阴离子可以很好地与硫酸相融合，而烷基咪唑阳离子具有高电导率和催化作用。并且烷基取代数目越多，烷基碳数量越大，离子液体的酸性越强，HSO4-电离程度越大。以聚乙烯醇及聚丙烯酸钾等高分子物质为成胶基础材料，灌注于蓄电池后，在电场的作用下由流体变为半固体，形成性能稳定的凝胶。凝胶具有丰富的液流通道，改善了电池低温放电性能。聚乙烯醇可与金属离子螯合，增加活性物质利用率。聚丙烯酸钾结构中的金属离子和电解质中纳米炭管的添加使电解液电导率提高，降低电池内阻。以离子液体作为添加剂的高分子胶体电解质灌注可有效改善铅蓄电池的能量密度，大电流放电能力强和启动性能。
具体实施例方式
下面对本发明的具体实施方式
进行详细的说明。实施例I
将5g聚丙烯酸钾溶于20g水中，形成聚丙烯酸钾水溶液。将聚乙烯醇5g溶于IOOg水中配置聚乙烯醇水溶液，经过四次冻融后加入聚丙烯酸钾水溶液，经高速剪切得到高分子凝胶体。将350g98%硫酸、IOg 1_ 丁基_3_甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([C4MIm] HSO4),
0.Ig纳米碳管溶于509. 9g水中得到稀硫酸溶液。最后将高分子凝胶体和稀硫酸溶液混 合均匀，得到IOOOg铅酸蓄电池用高分子胶体电解质，可用真空加液机加入蓄电池中。实施例2
将7. 2g聚丙烯酸钾溶于50g水中，形成聚丙烯酸钾水溶液；将聚乙烯醇72g溶于220g 水中配置聚乙烯醇水溶液，经过五次冻融后加入聚丙烯酸钾水溶液，经高速剪切得到高分子凝胶体。将400g98%硫酸、7. 5gl_己基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([C6MIm] HSO4)，
7.5gl-乙基-2，3-二甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([C2DMIm] HSO4), 0. 5g纳米碳管，0. 5g硫酸钠及0. 5g硫酸亚锡溶于234. 3g水中得到稀硫酸溶液。最后将高分子凝胶体和稀硫酸溶液混合均匀得到IOOOg铅酸蓄电池用高分子胶体电解质，可用真空加液机加入蓄电池中。实施例3
将6g聚丙烯酸钾溶于50g水中，形成聚丙烯酸钾水溶液。将聚乙烯醇60g溶于250g 水中配置聚乙烯醇水溶液，经过四次冻融后加入聚丙烯酸钾水溶液，经高速剪切得到高分子凝胶体。将355g98%硫酸、IOg 1_ 丁基_3_甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([C4MIm] HSO4),
0.2g纳米碳管及Ig硫酸亚锡溶于267. Sg水中得到稀硫酸溶液。最后将高分子凝胶体和稀硫酸溶液混合均匀，得到IOOOg铅酸蓄电池用高分子胶体电解质，可用真空加液机加入蓄电池中。实施例4
将7g聚丙烯酸钾溶于50g水中，形成聚丙烯酸钾水溶液；将聚乙烯醇70g溶于220g水中配置聚乙烯醇水溶液，经过五次冻融后加入聚丙烯酸钾水溶液，经高速剪切得到高分子凝胶体。将390g98%硫酸、5gl-己基_3_甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([C6MIm] HSO4)， 5gl-乙基-2，3-二甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([C2DMIm] HSO4), 0. Ig纳米碳管，0. 2g硫酸钠及0. 3g硫酸亚锡溶于252. 4g水中得到稀硫酸溶液。最后将高分子凝胶体和稀硫酸溶液混合均匀得到IOOOg铅酸蓄电池用高分子胶体电解质，可用真空加液机加入蓄电池中。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液，其特征在于各组分按重量百分比包括98%硫酸35-40%、烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体f I. 5%、高分子凝胶体1-8%、 添加剂0. 01-0. 15%，其余为去离子水。
2.根据权利要求I所述的一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液，其特征在于所述烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体的烷基取代种类为二取代或三取代，烷基碳数量为广12，使用方式是一种单独使用或多种混合使用。
3.根据权利要求I所述的一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液，其特征在于所述高分子凝胶体由聚乙烯醇和聚丙烯酸钾按照质量比f 10:1混合均匀溶解于水制成溶胶，然后经过3飞次冻融后再经高速机械剪切制成。
4.根据权利要求I或2所述的一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液， 其特征在于所述添加剂包括纳米碳管、硫酸钠和硫酸亚锡，使用方式是一种单独使用或多种混合使用。
全文摘要
本发明公开了一种含离子液体添加剂的铅蓄电池高分子胶体电解液，它主要由一定配比的硫酸、烷基咪唑硫酸氢盐类离子液体、高分子凝胶体、添加剂和去离子水混合而成。本发明用此胶体电解质灌注性能良好，提高了电池的能量密度，电池产品大电流放电能力强，启动性能突出。
文档编号H01M10/10GK102623754SQ20121007869
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者于尊奎, 吴战宇, 周寿斌, 朱守圃, 朱明海, 董志成, 顾立贞 申请人:江苏华富储能新技术发展有限公司